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Bioprospecção e caracterização de bactérias anaeróbicas como fonte de enzimas industriais
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/910960
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Noronha, Eliane Ferreira | - |
| Autor(es): dc.creator | Ticona, Alonso Roberto Poma | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2024-10-23T16:32:21Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2024-10-23T16:32:21Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-01-31 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-01-31 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-01-31 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2019-07-31 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/47666 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/910960 | - |
| Descrição: dc.description | Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2019. | - |
| Descrição: dc.description | O mercado de enzimas industriais tem um grande impacto na economia mundial. Microrganismos (bactérias, leveduras e fungos) são a fonte principal de enzimas para aplicação em diferentes processos industriais. Diferentes biomas podem ser explorados como fonte de microrganismos visando sua exploração biotecnológica, principalmente aqueles naturalmente enriquecidos para uma determinada função. Como por exemplo, o rúmen, naturalmente enriquecido com microbiota capaz de hidrolisar biomassa vegetal como lignocelulose e amido. Este trabalho teve como objetivo a prospecção e caracterização de bactérias anaeróbicas isoladas de rúmen bovino como fonte de enzimas para aplicação industrial. Amostras de conteúdo ruminal bovino foram inoculadas em meio líquido redutor contendo celulose ou amido como fonte de carbono sob atmosfera anaeróbica e posteriormente utilizadas para isolamento por cultivo a 37, 50 ou 60°C em meio sólido contendo carboximetilcelulose, celulose ou amido como fontes de carbono. Foram obtidos 46 isolados bacterianos e destes sete apresentaram valores superiores de atividade de endo-1,4-β-glucanase e endo-1,4-β-xilanase, e 4 apresentaram atividade de α-amilase. O isolado A1_50L2 identificado pela sequência de 16S rDNA como da espécie Paenibacillus barengoltzii foi selecionado para caracterização quanto à produção de holocelulases e α-amilase. Paenibacillus barengoltzii A1_50L2 cresceu em meios contendo celulose, farelo de trigo e bagaço de cana de açúcar como fonte de carbono, e secretou celulases, xilanases, mananases e pectinases. A análise de zimograma mostrou três isoformas de endo-1,4-β-glucanase (42, 45 e 63 kDa), seis isoformas de endo-1,4-β-xilanase (21, 23, 43, 60, 85 e 105 kDa) e apenas 1 banda de 62 kDa com atividade de mananase. O secretoma de P. barengoltzii A1_50L2 obtido pelo crescimento em farelo de trigo, (PbEC) apresentou atividade ótima de endo-1,4-β-glucanase, exo-1,4-β-glucanase, β-glicosidase, endo-1,4-β-xilanase e mananase na faixa de pH 4 a 7 e temperatura ótima a 50 °C. PbEC foi resistente a compostos fenólicos como ácido gálico, ácido ferúlico, ácido cinâmico e ácido cumárico mantendo atividade residual acima de 70 %, e 60% mesmo após 5 dias de incubação. PbEC mostrou sinergismo com a mistura comercial Viscozyme, incrementando em 72% a liberação de açúcares redutores de resíduos lignocelulósicos incluindo bagaço de cana de açúcar, farelo de trigo, engaço de bananeira, sabugo e palha de milho e casca de soja. Adicionalmente, a α-amilase do secretoma de P. barengoltzii A1_50L2 obtida pelo crescimento em amido, apresentou atividade em pH de 6 a 10 e temperatura ótima a 60°C. A análise de zimograma revelou 1 banda de 66 kDa com atividade de α-amilase que manteve atividade enzimática acima de 60% a 50°C por 96 horas. Em conclusão, os resultados desse trabalho demostraram que os 46 isolados bacterianos obtidos do rúmen bovino apresentam atividades enzimáticas que apontam sua aplicação em processos industriais de biomassa vegetal, destacando-se as enzimas amilases e holocelulases de Paenibacillus barengoltzii A1_50L2 na hidrólise de amido e biomassa lignocelulósica. Essas informações podem ser utilizadas para desenvolvimento de novas misturas enzimáticas mais baratas e eficientes aplicadas à processos de biorefinaria. | - |
| Descrição: dc.description | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). | - |
| Descrição: dc.description | The market for industrial enzymes has a major impact on the world economy. Microorganisms (bacteria, yeasts, and fungi) are the main source of enzymes for application in different industrial processes. Different microbiomes can be exploited as a source of microorganisms aiming biotechnological exploration, especially those naturally enriched for a given function such as the rumen, a naturally enriched microbiome capable of hydrolyzing plant biomass such as lignocellulose, and starch. This work aimed at the prospection and characterization of anaerobic bacteria isolated from bovine rumen as a source of enzymes for industrial application. Samples from bovine ruminal content were inoculated in liquid medium containing cellulose or starch as a carbon source under anaerobic atmosphere and subsequently used for isolation by culturing at 37, 50 or 60 °C on solid medium containing carboxymethylcellulose (CMC), cellulose or starch as carbon sources. A total of 46 bacterial isolates were obtained and seven of these isolates displayed highest activity of endo-1,4-β-glucanase and endo-1,4-β-xylanase, and four presented α-amylase activity. Isolate A1_50L2 identified as P. barengoltzii by the 16S rDNA sequence was selected for characterization and production of holocellulases and α-amylase. P. barengoltzii A1_50L2 was grown in liquid medium containing cellulose, wheat bran, sugarcane bagasse, and secreted cellulases, xylanases, mannanases and pectinases. Zymogram analysis revealed three endo-1,4-β-glucanase isoforms (42, 45 and 63 kDa), six endo-1,4-β-xylanase isoforms (21, 23, 43, 60, 85 and 105 kDa) and one band of 62 kDa with mannanase activity. The secretome of P. barengoltzii A1_50L2 obtained by growth on wheat bran (PbEC) presented optimum activity of endo-1,4-β-glucanase, exo-1,4-β-glucanase, β-glucosidase, endo-1,4-β-xylanase and mannanase in a range of pH 4 to 7 and optimum temperature at 50 °C. PbEC was tolerant to phenolic compounds such as gallic acid, ferulic acid, cinnamic acid, and coumaric acid, maintaining residual activity above 70%, and 60% after 5 days of incubation. PbEC showed synergism with commercial Viscozyme, increasing by 72% the release of the reducing sugar on lignocellulosic residues including sugarcane bagasse, wheat bran, banana stem, corncob, corn stover, and soya husk. Additionally, P. barengoltzii A1_50L2 α-amylase obtained by starch growth culture showed activity at pH 6 to 10 and optimum temperature at 60 °C. Zymogram analysis revealed 1 band of 66 kDa with α-amylase activity, and this activity was maintained above 60% at 50 °C up to 96 hours. In conclusion, the results of this work demonstrated that 46 bacterial isolates obtained from bovine rumen present enzymatic activities that indicate their application in industrial plant biomass processes, especially amylases and holocellulases from Paenibacillus barengoltzii A1_50L2 on hydrolysis of starch and lignocellulosic biomass. This information can be used to develop inexpensive enzymatic mixtures for application in biorefinery processes. | - |
| Descrição: dc.description | Instituto de Ciências Biológicas (IB) | - |
| Descrição: dc.description | Departamento de Biologia Celular (IB CEL) | - |
| Descrição: dc.description | Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Idioma: dc.language | en | - |
| Direitos: dc.rights | Acesso Aberto | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Biomassa vegetal | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Enzimas industriais | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Bactérias ruminais | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Bioprospecção | - |
| Título: dc.title | Bioprospecção e caracterização de bactérias anaeróbicas como fonte de enzimas industriais | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional – UNB | |
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